Question

A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示（反應(yīng)條件及部分產(chǎn)物均未列出）．
（1）若A、D、E是短周期的非金屬單質(zhì)，且 A、D所含元素同主族，A、E含元素同周期，已知D單質(zhì)在電子工業(yè)中有重要作用，則D的原子結(jié)構(gòu)示意圖為

 

；F的分子構(gòu)型為

 

；反應(yīng)①的化學(xué)方程式為

 

．
（2）若A、D為常見金屬單質(zhì)，且加熱時(shí)A、D才能溶解在E的濃溶液中，寫出反應(yīng)③的化學(xué)方程式

 

；足量的A與B溶液充分反應(yīng)后，生成物C中金屬陽(yáng)離子的檢驗(yàn)方法為

 

；若以惰性電極電解B的水溶液，當(dāng)陰極增重9.6g時(shí)，陽(yáng)極生成氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為

 

，寫出電解B的水溶液的離子方程式

 

．
（3）配平下列反應(yīng)方程式，并標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目：

 

KMnO₄+

 

H₂O₂+

 

 H₂SO₄=

 

K₂SO₄+

 

MnSO₄+

 

O₂↑+

 

H₂O．

Answer 1

考點(diǎn)：無(wú)機(jī)物的推斷

專題：推斷題

分析：（1）由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知A和B的反應(yīng)為置換反應(yīng)，且A、D所含元素同主族，D單質(zhì)在電子工業(yè)中有重要作用，D應(yīng)為Si，A為C，則B為SiO₂，C為CO，E為O₂，F(xiàn)為CO₂；
（2）A、D為常見金屬單質(zhì)，可知A和B的反應(yīng)為置換反應(yīng)，加熱時(shí)A、D才能溶解在E的濃溶液中，如為鋁熱反應(yīng)，則A為Al，B為氧化物，E為硝酸或硫酸，D與酸反應(yīng)生成的B應(yīng)為鹽，二者矛盾，說(shuō)明A和B的反應(yīng)應(yīng)為活潑金屬與鹽溶液的置換反應(yīng)，結(jié)合加熱時(shí)A、D才能溶解在E的濃溶液中，可推斷A為Fe，D為Cu，E為H₂SO₄，B為CuSO₄，F(xiàn)應(yīng)為硫酸鐵，以此解答．

解答： 解：（1）由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知A和B的反應(yīng)為置換反應(yīng)，且A、D所含元素同主族，D單質(zhì)在電子工業(yè)中有重要作用，D應(yīng)為Si，A為C，則B為SiO₂，C為CO，E為O₂，F(xiàn)為CO₂，則：
Si的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，F(xiàn)為CO₂，為直線形分子，反應(yīng)①的化學(xué)方程式為2C+SiO₂

高溫  .

2CO↑+Si，
故答案為：；直線形；2C+SiO₂

高溫  .

2CO↑+Si；

（2）A、D為常見金屬單質(zhì)，可知A和B的反應(yīng)為置換反應(yīng)，加熱時(shí)A、D才能溶解在E的濃溶液中，如為鋁熱反應(yīng)，則A為Al，B為氧化物，E為硝酸或硫酸，D與酸反應(yīng)生成的B應(yīng)為鹽，二者矛盾，說(shuō)明A和B的反應(yīng)應(yīng)為活潑金屬與鹽溶液的置換反應(yīng)，結(jié)合加熱時(shí)A、D才能溶解在E的濃溶液中，可推斷A為Fe，D為Cu，E為H₂SO₄，B為CuSO₄，F(xiàn)應(yīng)為硫酸鐵，則：
反應(yīng)③為濃硫酸和銅的反應(yīng)，方程式為Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
檢驗(yàn)亞鐵離子，可取少量C溶液于試管中，滴加KSCN溶液無(wú)明顯顏色變化，再滴加氯水呈血紅色，說(shuō)明含有亞鐵離子；
若以惰性電極電解CuSO₄的水溶液，陰極反應(yīng)為Cu²⁺+2e^-=Cu，4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，n（Cu）=

9.6g

64g/mol

=0.15mol，則由電極方程式可知生成n（O₂）=0.075mol，V（O₂）=0.075mol×22.4L/mol=1.68L；
電解硫酸銅溶液的總方程式為：2Cu²⁺+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；取少量C溶液于試管中，滴加KSCN溶液無(wú)明顯顏色變化，再滴加氯水呈血紅色；1.68 L；2Cu²⁺+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺．
（3）Mn元素由KMnO₄中+7價(jià)降低為MnSO₄中+2價(jià)，共降低5價(jià)，O元素由H₂O₂中-1價(jià)升高為O₂中0價(jià)，共升高2價(jià)，化合價(jià)最小公倍數(shù)為10，故KMnO₄的系數(shù)為2，H₂O₂的系數(shù)為5，再利用原子守恒配平方程式為：
2KMnO₄+5H₂O₂+3H₂SO₄=1K₂SO₄+2MnSO₄+2O₂↑+8H₂O，標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移數(shù)目與方向?yàn)椋?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic3/upload/images/201409/30/46605250.png" style="vertical-align:middle" />，
故答案為：2，5，3，1，2，2，8；．

點(diǎn)評(píng)：本題考查無(wú)機(jī)物推斷，涉及Si、Cu、Fe等元素單質(zhì)及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，難度中等，本題中D單質(zhì)在電子工業(yè)中有重要作用、加熱時(shí)A、D才能溶解在E的濃溶液中等為解題突破口，對(duì)學(xué)生的邏輯推理能力提出較高要求．